Question

【題目】水鈷礦的主要成分為Co2O3，還含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、 CuO、MnO2等。一種利用水鈷礦制取CoCl2·6H2O 的工藝流程如下：

已知： ①CoCl2·6H2O受熱易失去結(jié)晶水。

②25 ℃時(shí)，設(shè)定溶液中某金屬離子初始濃度為0.1 molL-1，部分沉淀的參考數(shù)據(jù)如下表(“沉淀完全”指溶液中該離子濃度≤1.0×10-5molL-1)：

沉淀	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Cu(OH)2	Mn(OH)2
開始沉淀的pH	3.4	1.5	6.3	7.0	4.7	8.1
沉淀完全時(shí)pH	4.7	2.8	8.3	9.0	6.7	10.1

回答下列問題

（1）計(jì)算25℃時(shí)Co(OH)2的Ksp =_______________。

（2）浸出工序中加入一定量的Na2SO3還原Co2O3、MnO2等，Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。

（3）氧化工序要控制NaClO3用量，若不慎加入過量NaClO3，可能生成的有毒氣體是______________；氧化工序主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。

（4）已知溫度對(duì)銅、鈷、鐵的浸出率的影響如左下圖，萃取劑A、B中pH對(duì)鈷、錳離子萃取率的影響如右下圖：

①浸出溫度控制在50-60℃的原因是_________________________。

②應(yīng)選擇萃取劑_________________________（填“A”或“B”）。

（5）“系列操作”依次是____________、______________和過濾等；制得的CoCl2·6H2O需減壓烘干的原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 1.0×10-15 Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O Cl2 ClO3-+6Fe2++6H+==Cl-+6Fe3++3H2O 50~60℃時(shí)鈷浸出率高，溫度再升高時(shí)鈷浸出率變化不大，且導(dǎo)致浸出液中含鐵元素的雜質(zhì)含量升高 B 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 降低烘干溫度，防止CoCl2·6H2O分解

【解析】(1). 25℃，在含有Co2+0.1 molL-1的溶液中，當(dāng)溶液的pH=7時(shí)，Co2+開始沉淀，則Co(OH)2的Ksp=c(Co2+)×c2(OH－)=0.1×(10-7)2=1.0×10-15，故答案為：1.0×10-15；

(2). 在浸出工序中加入一定量的鹽酸和Na2SO3還原Co2O3，硫元素化合價(jià)升高生成SO42-，鈷元素化合價(jià)降低生成Co2+，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O，故答案為：Co2O3+SO32-+4H+==2Co2++SO42-+2H2O；

(3). 氧化工序中加入NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，該反應(yīng)的離子方程式為：ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O，若不慎加入過量NaClO3，在酸性條件下，NaClO3與溶液中的Cl－會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成有毒的Cl2，故答案為：Cl2；ClO3－+6Fe2++6H+=Cl－+6Fe3++3H2O；

(4). ① .據(jù)圖可知，50~60℃時(shí)鈷的浸出率已經(jīng)很高，且溫度再升高時(shí)鈷的浸出率變化不大，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鐵的浸出率增大，含鐵元素的雜質(zhì)含量升高，故答案為：50~60℃時(shí)鈷浸出率高，溫度再升高時(shí)鈷浸出率變化不大，且導(dǎo)致浸出液中含鐵元素的雜質(zhì)含量升高；

②. 加入萃取劑的目的是除去Mn2＋，據(jù)圖可知，選擇萃取劑B時(shí)，Mn2＋的萃取率高而Co2+的萃取率低，所以應(yīng)選擇萃取劑B，故答案為：B；

(5). 從溶液中得到氯化鈷晶體的系列操作步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾，制得的CoCl2·6H2O采用減壓烘干方法，可以降低烘干溫度，防止CoCl2·6H2O晶體分解，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；降低烘干溫度，防止CoCl26H2O分解。